CN100474066C - 光学元件的制造方法及其制造装置 - Google Patents

Abstract

本发明的制造方法是在具有透光性的基材(2)表面层叠含有功能性物质的功能性层(3)，根据功能性物质来改变透过功能性层(3)的光的状态，其特征在于，其具有：将含有功能性物质的功能性层组成液涂布于基材(2)的表面形成涂膜的涂布工序，对表面形成有涂膜的基材(2)进行烧结形成功能性层(3)的烧结工序，烧结工序中以覆盖功能性层(3)的方式形成功能性层被覆层，并且从功能性层被覆层的表层向着功能性层被覆层和功能性层(3)的界面的方向形成使透过功能性层(3)的光扩散的光扩散层，所述被覆层除去工序中，除去通过烧结工序形成的功能性层被覆层中的至少光扩散层。

Description

光学元件的制造方法及其制造装置

技术领域

本发明涉及在基材上层叠有功能性层的光学元件的制造方法以及制造装置。

背景技术

液晶显示装置(LCD)由于具有薄型化和轻量化容易、可以降低消耗电力，难以产生闪烁等优点，被用于电视或医疗器械等各种领域，但是另一方面，不仅存在令使用者困扰的因观看液晶显示画面的角度不同而产生漏光或影调逆转现象、视角狭窄的问题，还存在液晶显示画面上产生颜色不均匀或对比度降低等问题。

为了解决这些问题，提出了设置有控制从液晶盒射出的光或入射到液晶盒的光的状态的光学元件的液晶显示装置.

此时，作为光学元件，除了对三乙酰纤维素(TAC)膜进行单轴拉伸或双轴拉伸处理得到的膜材之外，还提出了使用使液晶分子取向于特定方向而固定的层的光学元件.

专利文献1中，提出了含有分子链取向于膜面的法线方向、固有折射率为正的向列液晶聚合物构成的视觉补偿膜。专利文献1中，公开了该视觉补偿膜是通过利用烷基硅酮类或氟代烷基硅酮类表面处理剂在玻璃基板等的表面上形成垂直取向膜，利用该垂直取向膜制造盒，将液晶分子封入该盒中，使液晶分子发生光聚合而得到的。

专利文献2中，提出了通过将聚合性液晶化合物涂布在形成于基板上的垂直取向膜上来制造液晶化合物垂直取向(ホメオトロピツク配向)的液晶层的方法.该方法中，使用长链烷基型树枝状高分子衍生物作为垂直取向膜的形成剂。此外，专利文献2中，公开了根据该方法可以得到具有垂直取向的液晶层的膜材，该膜材可以用作延迟膜等光学膜。

专利文献3中，提出了制造垂直取向液晶膜的方法，该方法如下：在未设置垂直取向膜的基板上，涂布侧链型液晶聚合物，进一步在该液晶状态下使该液晶聚合物垂直取向后，在维持该取向状态的状态下进行固定，所述侧链型液晶聚合物含有包含液晶性片段侧链的单体单元和包含非液晶性片段侧链的单体单元。

专利文献4中，提出了制造垂直取向液晶膜的方法，该方法如下：在未设置垂直取向膜的基板上，从基板一侧形成粘合剂层，接着形成固定层(アンカ—コ—ト)，将侧链型液晶聚合物涂布于固定层进行垂直取向后，在维持垂直取向状态的状态下进行固定。该方法中，作为侧链型液晶聚合物，使用能够在未设置垂直取向膜的基板上形成垂直取向液晶层的侧链型液晶聚合物。

[专利文献1]特开平5-142531号公报

[专利文献2]特开2002-174724号公报

[专利文献3]特开2002-174725号公报

[专利文献4]特开2003-121852号公报

发明内容

但是，专利文献1的视角补偿膜是经过用2块具有取向膜的基板制造盒，将液晶分子封入该空盒内，使液晶分子垂直取向，维持该状态的同时使液晶分子之间发生光聚合这一系列工序后得到的。如此，由于专利文献1的视角补偿膜是经过多个工序才得到的，存在生产成本显著增大的问题.而且，由于视角补偿膜是膜材，所以用于液晶显示装置时必须用粘合剂来进行固定，为了提高液晶显示装置的液晶画面的对比度，必须选择特别的粘合剂作为该粘合剂。

专利文献2的方法中，在基板上设置垂直取向膜来得到垂直取向液晶层时，必须使用长链烷基型树枝状高分子衍生物这一特殊的材料。因此，通过该方法来获得垂直取向液晶层时，存在生产成本显著增大的问题。

通过专利文献3所述的方法得到的垂直取向液晶膜由侧链型液晶聚合物构成，由于即使在垂直取向的状态下进行固定，伴随着升温，流动性增大，双折射特性容易受热的影响，所以能够维持所期望的双折射特性的温度范围较小，并且固定了液晶聚合物的部分液晶聚合物的取向性容易变得不均匀。从而，由该方法得到的垂直取向液晶膜难以用于要求高耐热性的液晶显示装置，能够使用该液晶膜的液晶显示装置是有限的。此外，该方法具有与上述专利文献1所述的方法相同的问题。

此外，将由该方法得到的垂直取向液晶膜用于液晶显示装置时，由于必须不将该膜置于高温环境下，难以将其配置于液晶显示装置的内部。因此，通过专利文献3的方法得到的垂直取向液晶膜还存在液晶盒中能够配置该膜的位置受限的问题。

由于通过专利文献4所述的方法得到的垂直取向液晶膜由侧链型液晶聚合物构成，所以该方法具有与上述专利文献3所述的方法相同的问题。此外，该方法还具有与上述专利文献1所述的方法相同的问题。

此外，当在液晶显示装置中铺设通过专利文献1～4所述的方法得到的垂直取向液晶膜，以扩大液晶画面的视角时，在液晶显示装置中，必须使用作为其他材料(别体)的新的粘合材料等来张贴该膜。补加其他材料的必要性越大，则配置了多少使光产生漫反射的部件的可能性也增大，从而构成液晶显示画面的液晶盒的雾度增大的可能性也增大。如此，对于液晶显示装置，液晶显示画面的颜色不均匀度增大或对比度降低的可能性也增大。

进一步地，液晶显示装置能够显示彩色时，在液晶盒中形成具有对应于红(R)、蓝(B)、绿(G)等各种颜色的着色像素部的着色层，上述颜色不均匀的产生或对比度的降低等有时也是由于该着色层的雾度高而引起的，利用专利文献1～4所述的方法在这种情况下不能降低液晶盒的雾度.

若将构成液晶显示装置的液晶显示画面的光学元件的雾度控制到0.1或更低，则可以使液晶显示装置达到观看液晶显示画面的一般观看者几乎意识不到液晶显示画面的对比度的降低或颜色不均匀的产生的程度。

为了以低成本提供能够进一步扩大液晶显示画面的视角的光学元件，以及为了提供能够制造液晶显示画面颜色不均匀的产生得到抑制、对比度提高了的液晶显示装置的雾度低的光学元件，本发明人进行了精心研究，结果发现了导致光学元件雾度上升的原因，并也发现了光学元件的制造方法、制造装置，所述光学元件能够制造可以进一步扩大液晶显示画面的视角、并且抑制颜色不均匀的产生、提高对比度的液晶显示装置，从而完成了本发明。

本发明的目的是提供有效降低了雾度的光学元件的制造方法和制造装置。

本发明提供了：

1.光学元件的制造方法，该方法是在具有透光性的基材的表面上层叠含有功能性物质的功能性层，使透过功能性层的光的状态随功能性物质而改变，其特征在于，该方法包括：

将含有功能性物质的功能性层组成液涂布于基材的表面形成涂膜的涂布工序；和

对表面形成了涂膜的基材进行烧结以形成功能性层的烧结工序；

在烧结工序中，以覆盖功能性层的方式形成功能性层被覆层，并且，从功能性层被覆层的表层向着功能性层被覆层和功能性层的界面的方向形成使透过功能性层的光扩散的光扩散层，

具有除去烧结工序所形成的功能性层被覆层中的至少光扩散层的被覆层除去工序。

(2)上述(1)所述的光学元件的制造方法，其特征在于，所述被覆层除去工序后，还具有对从包括功能性层和功能性层被覆层的层除去光扩散层的部分进行烧结的再烧结工序。

(3)上述(1)所述的光学元件的制造方法，其中使功能性层暴露于表面来进行所述被覆层除去工序。

(4)上述(2)所述的光学元件的制造方法，其中使功能性层暴露于表面来进行所述被覆层除去工序。

(5)上述(1)所述的光学元件的制造方法，所述烧结工序中，在功能性层被覆层中，在光扩散层和功能性层之间，形成光扩散性比光扩散层小的中间层(介在層)，并且使中间层暴露于表面来进行被覆层除去工序。

(6)上述(2)所述的光学元件的制造方法，其特征在于，所述烧结工序中，在功能性层被覆层中，在光扩散层和功能性层之间，形成光扩散性比光扩散层小的中间层，并且使中间层暴露于表面来进行被覆层除去工序。

(7)光学元件的制造方法，其是在具有透光性的基材表面上层叠能够使光双折射的双折射率层(複屈折率層)的光学元件的制造方法，其特征在于，该方法包括：

将包含液晶和添加剂的双折射率层组成液涂布于基材表面形成涂膜的涂布工序，其中所述液晶具有聚合性，所述添加剂包含赋予液晶分子取向性的取向剂；和

对涂膜中所包含的液晶分子赋予取向性的取向工序；和

在维持液晶分子的取向性的同时，使液晶分子之间进行交联聚合反应的交联工序；和

对形成有含有交联聚合了的液晶的涂膜的基材进行烧结以形成双折射率层的烧结工序；

在烧结工序中，以覆盖双折射率层的方式形成双折射率层被覆层，并且，从双折射率层被覆层的表层向着双折射率层被覆层和双折射率层的界面的方向形成使透过双折射率层的光扩散的光扩散层，

具有除去烧结工序中所形成的双折射率层被覆层中的至少光扩散层的工序。

(8)上述(7)所述的光学元件的制造方法，其中在所述被覆层除去工序后，还具有对从包括双折射率层和双折射率层被覆层的层除去光扩散层的部分进行烧结的再烧结工序。

(9)上述(7)所述的光学元件的制造方法，所述光学元件中，在具有透光性的基材和双折射率层之间形成含有取向剂的取向膜，该取向剂赋予液晶分子取向性，

在涂布工序之前，具有将取向膜组成液涂布于基材的表面形成取向膜的取向膜形成工序，其中所述取向膜组成液包含赋予液晶分子取向性的取向，

涂布工序如下进行：将双折射率层组成液涂布到取向膜上形成涂膜。

(10)上述(7)所述的光学元件的制造方法，其中，所述取向剂使液晶分子垂直取向。

(11)上述(7)所述的光学元件的制造方法，其中，所述交联工序是在空气氛围中进行的.

(12)上述(7)所述的光学元件的制造方法，其中，所述交联工序是在惰性气体氛围中进行的.

(13)上述(7)所述的光学元件的制造方法，其中，使双折射率层暴露于表面来进行被覆层除去工序。

(14)上述(8)所述的光学元件的制造方法，其中，使双折射率层暴露于表面来进行被覆层除去工序。

(15)上述(7)所述的光学元件的制造方法，其中，所述烧结工序中，在双折射率层被覆层中，在光扩散层和双折射率层之间，形成光扩散性比光扩散层小的中间层，并且使中间层暴露于表面来进行被覆层除去工序。

(16)上述(8)所述的光学元件的制造方法，其中，所述烧结工序中，在双折射率层被覆层中，在光扩散层和双折射率层之间，形成光扩散性比光扩散层小的中间层，并且使中间层暴露于表面来进行被覆层除去工序。

(17)上述(1)所述的光学元件的制造方法，其特征在于，通过利用能够溶解光扩散层的溶剂的旋涂来进行被覆层除去工序。

(18)上述(7)所述的光学元件的制造方法，其特征在于，通过利用能够溶解光扩散层的溶剂的旋涂来进行被覆层除去工序。

(19)上述(1)所述的光学元件的制造方法，其特征在于，通过利用粘合剂溶液的旋涂来进行被覆层除去工序，该粘合剂溶液是将构成下述结构体的粘合剂溶于溶剂而成的、并且能够溶解光扩散层，其中所述结构体可以在除去光扩散层而暴露的表面上形成积层。

(20)上述(7)所述的光学元件的制造方法，其特征在于，通过利用粘合剂溶液的旋涂来进行被覆层除去工序，该粘合剂溶液是将构成下述结构体的粘合剂溶于溶剂而成的、并且能够溶解光扩散层，其中所述结构体可以在除去光扩散层而暴露的表面上形成积层。

(21)上述(1)所述的光学元件的制造方法，其特征在于，所述被覆层除去工序是通过等离子体干法蚀刻来进行的。

(22)上述(7)所述的光学元件的制造方法，其特征在于，所述被覆层除去工序是通过等离子体干法蚀刻来进行的。

(23)上述(1)所述的光学元件的制造方法，其中，所述被覆层除去工序是通过用磨料抛光表层的抛光方法来进行的。

(24)上述(7)所述的光学元件的制造方法，其中，所述被覆层除去工序是通过用磨料抛光表层的抛光方法来进行的。

(25)上述(7)所述的光学元件的制造方法，其特征在于，所述基材具有着色层。

(26)上述(7)所述的光学元件的制造方法，其特征在于，所述基材具有双折射特性与双折射率层不同的异双折射率层(異複屈折率層)。

(27)光学元件的制造装置，其特征在于该装置具有：

涂膜形成设备(手段)，其包括：载置具有透光性的基材的载置容器、可以将含有功能性物质的功能性层组成液涂布于基材表面的涂布部、和使载置容器内的气体脱气的脱气结构；

功能性层形成设备，其具有对形成有涂膜的基材进行烧结的烧结部，并且使形成在基材上的涂膜为功能性层和功能性层被覆层层叠的层结构；

表层除去设备，其包括：在向着功能性层和功能性层被覆层的界面的方向上除去形成在基材上的层结构的表层的除去部，和根据被除去的表层的量来停止除去部的运转的停止部。

(28)上述(27)所述的光学元件的制造装置，其中，

所述功能性层组成液含有液晶和添加剂，所述液晶具有通过紫外线的照射而发生交联聚合反应的聚合性，所述添加剂含有赋予液晶分子取向性的取向剂；

所述功能性层形成设备结构如下：具有对涂膜中所含的液晶分子赋予取向性的取向赋予部，和对涂膜照射紫外线的光照部，并且使形成在基材上的涂膜为功能性层和功能性层被覆层层叠的层结构。

(29)上述(28)所述的光学元件的制造装置，其特征在于，所述功能性层形成设备具有用空气或惰性气体填充涂膜的周围的气体填充部，并且光照部配置成能在涂膜的周围被空气或惰性气体填充的状态下照射紫外线。

(30)上述(27)所述的光学元件的制造装置，其中，所述除去设备是旋涂设备，该旋涂设备包括：支撑基板使其能够旋转的支撑部；根据从层结构除去的表层的量滴加能够溶解层结构的表层的溶解液的滴加部；进行控制、使基板旋转从而使溶解液能够在基板面上扩散的旋转控制部；和，使表层干燥的干燥部。

(31)上述(28)所述的光学元件的制造装置，其中，所述除去设备是旋涂设备，该旋涂设备包括：支撑基板使其能够旋转的支撑部；根据从层结构除去的表层的量滴加能够溶解层结构的表层的溶解液的滴加部；进行控制、使基板旋转从而使溶解液能够在基板面上扩散的旋转控制部；和，使表层干燥的干燥部。

(32)上述(27)所述的光学元件的制造装置，其特征在于，所述除去设备是等离子体干法蚀刻设备。

(33)上述(28)所述的光学元件的制造装置，其特征在于，所述除去设备是等离子体干法蚀刻设备.

(34)上述(27)所述的光学元件的制造装置，其特征在于，所述除去设备是能够抛光层结构的表层的抛光设备.

(35)上述(28)所述的光学元件的制造装置，其特征在于，所述除去设备是能够抛光层结构的表层的抛光设备.

根据本发明的光学元件的制造方法，由于可以有效除去光扩散层，该光扩散层是本发明人发现的导致雾度增大的层，可以得到有效抑制了雾度的光学元件。

根据本发明的光学元件的制造方法，通过在除去光扩散层的被覆层除去工序后，进行再烧结工序，对于从至少含有功能性层和功能性层被覆层的层除去光扩散层的部分，可以提高该部分的硬度或耐溶剂性、功能性层与基材的密合性等物性，所述再烧结工序是对从含有功能性层和功能性层被覆膜的层除去光扩散层的部分再次烧结。

根据本发明的光学元件的制造方法，可以得到具有在使液晶分子垂直取向的状态下进行固定而形成的层，并且雾度小于或等于0.1的透明度提高了的光学元件。

此外，通过本发明的制造方法得到的光学元件由于是在液晶垂直取向的状态下固定液晶，因此可以用作控制相位差的元件、光学补偿元件等用于控制光偏振状态的元件.如上所述由于可以抑制光的散射，成为了具有更精确地控制相位差的功能的元件。于是，通过该制造方法可以高效地制造雾度小于或等于0.1的光学元件，所以通过利用这种光学元件，可以更精密地制造能够减少漏光的液晶显示装置，可以制造视角进一步扩大、并且对比度进一步提高、进而液晶显示画面的颜色不均匀得到抑制的液晶显示装置。

此外，通过本发明的制造方法得到的光学元件，由于可以使液晶分子之间具有交联聚合的结构，因此双折射特性不易受热影响。

此外，根据本发明光学元件的制造方法，可以得到以覆盖双折射层表面的方式形成各向同性层的光学元件，这也使双折射特性难以受热影响。从而也可以用于在诸如车内等比较容易成为高温的环境下所使用的光学仪器。进一步地，由于耐热性较高，也可以设置在配置于光学仪器中的液晶面板中。

进一步地，通过本发明的制造方法得到的光学元件，通过以构成液晶面板的材料作为基材，在其上形成双折射率层，可以一体层叠形成。设计光学仪器可以不用另外设置用于控制相位差的膜材等部件(相位差控制部件).另外设置相位差控制部件时，必须使用粘合剂等将其固定。利用通过本发明的制造方法得到的光学元件时，可以不需要这种粘合剂，从而可以降低粘合剂导致光散射的可能性。

根据本发明的制造方法得到的光学元件，通过设置着色层，将其用于液晶显示装置时，不必设置具有着色层的部件之外的相位差控制部件，从而可以使液晶显示装置变薄。

导致雾度增大的物质集中于表层附近而形成层状，成为光扩散层，本发明光学元件的制造方法由于除去了该光扩散层，因此能可靠地降低雾度。

本发明的光学元件的制造方法中，可以通过采用粘合剂溶液的旋涂来除去光扩散层，所述粘合剂溶液是将构成下述结构体的粘合剂溶于溶剂中而成的、并且可以溶解光扩散层，所述结构体可以在除去光扩散层而暴露的表面上形成积层。因此，根据该光学元件的制造方法，预先进行对光学元件层叠结构体等对光学元件进行加工的工序，实施该加工工序中所使用的溶液是溶解光扩散层的溶液时，通过使用该溶液来进行旋涂，可以除去光扩散层。

具体地，例如，预先进行在除去光扩散层而暴露的表面上，用预定的图案层叠形成隔离片(spacer)作为结构体的工序，当将构成该隔离片的粘合剂溶解于溶剂来得到粘合剂溶液，该粘合剂溶液溶解光扩散层时，只要使用该粘合剂溶液来进行旋涂，就可以除去光扩散层。

因而，根据该制造方法，不仅不必另外制备溶剂来进行旋涂，也没有必要洗涤溶剂，可以简化加工光学元件的工序。

通过本发明光学元件的制造装置，可以实施本发明光学元件的制造方法，所以能够得到雾度降低的光学元件。

附图说明

[图1]是说明通过本发明的制造方法来制造的光学元件的截面结构的示意图。

[图2](a)是说明基材的截面结构的示意图。(b)是说明具有功能性层的基材的实施例的截面结构的示意图。

[图3]是说明通过本发明的制造方法来制造的光学元件的截面结构的示意图。

[图4]是说明通过本发明的制造方法来制造的光学元件的制造过程状态的示意图。

[图5](a)是说明在通过本发明的制造方法来制造光学元件的实施例中的光学元件的制造过程的状态的示意图。(b)是说明本发明的制造方法中的一个实施例的的烧结工序时的状态的示意图.(c)是说明本发明的制造方法中的其他实施例中的烧结工序时的状态的示意图。

[图6]是说明通过本发明的制造方法来制造的光学元件的其他实施例的示意图。

[图7]是说明进一步层叠有异双折射率层的光学元件的截面结构的示意图。

[图8](a)是说明具有着色层的光学元件的截面结构的示意图。(b)是说明说明具有着色层的光学元件的其他的实施例的截面结构的示意图。(c)是说明说明具有着色层的光学元件的截面结构的其他实施例的示意图。

符号说明

1 光学元件

2 基材

2a 基板

3、4 功能性层

5 液晶

6 双折射率层

7 着色层

8 着色像素部

9 遮光部

11 添加剂

12 垂直取向膜

13 异双折射率层

15  光扩散层

16 中间层

17 各向同性层

18 功能性层被覆层

20 键

具体实施方式

本发明中制造的光学元件1是在具有透光性的基材2表面上，层叠包含具有改变光状态功能的功能性物质的功能性层3而构成的(图1)。

基材2由具有透光性的基板2a构成，可以由单层基板构成，也可以多层重叠多种基板2a而构成.此外，基材2中，可以在基板2a的两面形成具有与功能性层3的上述功能不同的功能的功能性层4，也可以在基板2的一面上形成功能性层4，基材2具有多个基板2a时，也可以在多个基板2a之间形成功能性层4(图2(a)、(b)).

作为基板2a，虽然优选使用光学上各向同性的基板，但是也可以设置部分遮光性区域等.此外，可以适当地选择基板2a的光透过率。

作为基板2a，除玻璃基板之外，可以适当地选择由各种材质形成的板状体。具体地，基板2a可以是由聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、三乙酰基纤维素等形成的塑料基板，此外，也可以使用聚醚砜、聚砜、聚丙烯、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酮等的膜.而且，将光学元件用于液晶显示器时，基板2a优选为无碱玻璃.此外，作为基板所使用的膜，可以使用单轴拉伸或双轴拉伸的膜材，也可以使用膜材内部具有延迟(retardation)的三乙酰基纤维素(TAC)膜等。

对于功能性层3、4，具体地，可以举出具有使光双折射的功能的双折射率层、使入射到功能性层的光中具有规定范围的波长的可见光透过的着色层、使光反射的反射板、偏振板等。此外，功能性层3、4不仅可以分别设置于基材2的整个表面，也可以设置于基材2的部分表面。

而且，可以根据希望功能性层3或功能性层4怎样改变通过该层的光的状态的功能来分别适当地选择功能性层3、4所含有的功能性物质。

可以如下所示地制造该光学元件1。

制备含有构成形成在光学元件1的基材2上的功能性层3的功能性物质的功能性层组成液。将该功能性层组成液涂布于基材2(基板2a或功能性层4)表面形成涂膜，对表面形成有涂膜的基材进行烧结。通过该烧结，基材2表面的涂膜成为功能性层3，在该功能性层3的表面上形成覆盖功能性层的功能性层被覆层18。该功能性层被覆层中，从功能性层被覆层18的表面一侧向着与功能性层3的界面方向，形成使通过功能性层3的光扩散的光扩散层15(图3)。

然后，除去功能性层被覆层18中的至少光扩散层15。即，在形成光扩散层15的区域上，从功能性层被覆层的表层，向着与功能性层一侧的界面方向，除去规定厚度的层.进行该除去时，使用例如机械抛光方法、旋涂、等离子体干法蚀刻等方法。通过这些方法可以除去功能性层被覆层中的至少光扩散层15，从而制造光学元件.

其次，在光学元件1中，构成功能性层3的功能性物质是液晶时，功能性层3是在使液晶分子垂直取向的状态下进行固定的双折射率层，以形成覆盖双折射率层的双折射率层被覆层作为功能性层被覆层的情况为例，下文进行详细的说明。另外，有时将该光学元件称为第1实施方式的光学元件.

图4是说明本发明第1实施方式的光学元件1a的截面结构的示意图。

第1实施方式的光学元件1(1a)，其雾度小于或等于0.1，包括具有透光性的基材2和设置在基材2上的双折射率层6构成。

光学元件1的雾度是在光学元件1的厚度方向上测定的值。该雾度的值根据JIS K 7136测定。

如图4所示，双折射率层6形成分子形状稍微细长的液晶5分子在垂直取向状态下相互交联的交联高分子结构。

另外，为了方便，图4中省略了表示液晶5分子之间结合状态的键的图示。

双折射率层6优选液晶5分子的交联度大于或等于约80，更优选大于或等于约90.若液晶5分子的交联度小于80，则有可能不能充分维持均一的取向性。

双折射率层6中，对于作为交联高分子结构构成单元的液晶5分子的倾斜角，双折射率层6中离基材2近的位置的液晶(例如液晶5a)分子的倾斜角与相对于该液晶分子在双折射率层6的厚度方向上(沿着箭头L、M的方向)位置最远的的液晶(例如，液晶5b)分子的倾斜角大致相等.此时，双折射率层6中液晶5分子各自的倾斜角沿该厚度方向大致均匀。进一步地，双折射率层6更优选使双折射率层6中的液晶5分子的倾斜角在厚度方向上分别相等.

对于双折射率层6，由于构成其的液晶5分子的折射率各向异性，对于入射到双折射率层6的光(入射光)能够产生延迟。延迟是对于入射光产生的常光与异常光的光程差，若将常光的折射率设为no，将异常光的折射率设为ne，则延迟的大小是双折射Δn(no和ne的差)和d(双折射率层6的膜厚)的积。

因此，对于双折射率层6，通过适当地选择液晶5分子的种类、液晶分子的取向程度、双折射率层4的膜厚等，可以控制液晶5分子的取向特性，延迟的大小。

使双折射率层6在其厚度方向的延迟的大小为小值，具体地，延迟的大小为1nm或1nm。

此外，双折射率层6中，若使结晶分子的倾斜角在厚度方向上均一，则处于结晶分子均一地垂直取向的状态，可以得到均质的液晶层状结构。

为了得到液晶分子更均一地垂直取向的双折射率层6，延迟的大小优选小于或等于1nm，更优选小于或等于0.1nm，理想地优选为0。

对于双折射率层6的膜厚，优选在能够使液晶5分子垂直取向的范围内适当地选择，具体地，优选在使厚度方向的延迟小于或等于1nm的范围内适当地选择，更优选在使延迟小于或等于0.1nm左右的范围内适当地选择。

作为构成双折射率层6的液晶5分子，使用分子结构中具有不饱和双键，在液晶状态下可以交联的液晶分子(有时称为聚合性液晶)。因此，作为聚合性液晶，使用分子末端具有不饱和双键的聚合性液晶。

此外，作为液晶5分子，优选其双折射Δn为0.03～0.20左右，更优选为0.05～0.15左右。作为该液晶分子，可以举出下述式1～式11所示的化合物作为具体例子。考虑到耐热性，优选能够进行立体交联的液晶分子，使用分子的末端具有至少2个不饱和双键的液晶分子。进一步地，作为构成双折射率层6的液晶5分子，可以选择下述化学式(化1)～(化11)所示的化合物的多种。

(化1)

(化2)

(化3)

(化4)

(化5)

(化6)

(化7)

(化8)

(化9)

(化10)

(化11)

(其中，X为4～6的整数.)

本实施例中，将下述双折射率层组成液涂布于基材2表面来制造涂膜，在使该涂膜中所含有的液晶分子处于垂直取向的状态下，使该液晶5分子之间进行交联而形成双折射率层6；所述双折射率层组成液是混合上述液晶5分子、添加剂11和溶剂而成的，其中所述添加剂11含有使液晶分子垂直取向的取向剂等(有时称为垂直取向剂)。另外，双折射率层6可以通过使用各种印刷方法或光刻法在基材2上形成图案而形成.

作为溶剂，只要是可以溶解液晶的溶剂，则不特别限定，可以使用甲苯等各种有机溶剂。但是，对于溶剂，涂布双折射率层组成液时，优选可以在基材面上以均一厚度涂布的溶剂。

作为双折射率层组成液中所含有的垂直取向剂，具体地，可以举出聚酰亚胺、表面活性剂或偶联剂。

垂直取向剂为聚酰亚胺时，作为聚酰亚胺，具体地可以举出日产化学公司制的SE-7511、SE-1211；或JSR公司制的JALS-2021-R2等。

另外，作为用作垂直取向剂的聚酰亚胺，虽然具有长链烷基的聚酰亚胺能够在宽范围内选择形成在光学元件上的双折射率层6的膜厚，故优选.

垂直取向剂为表面活性剂时，作为表面活性剂，只要是能够使分子形状为棒状的聚合性液晶垂直取向的表面活性剂即可，但是由于形成双折射率层时，必须将液晶加热至液晶相转变温度，所以形成与双折射率层一起被加热的垂直取向膜的表面活性剂或偶联剂，必须具有即使在该转变温度下也不分解的程度的耐热性.此外，形成双折射率层时，由于液晶溶解于有机溶剂中，形成与双折射率层相接的垂直取向膜的表面活性剂或偶联剂优选与溶解液晶的有机溶剂亲和性高。若为这样的物质，则表面活性剂不限定非离子类、阳离子类、阴离子类等种类，可以仅使用1种表面活性剂，也可以并用多种表面活性剂。与表面活性剂时的情况相同，对偶联剂的种类也不限定，可以并用多种偶联剂。

对于表面活性剂，为了在双折射率层6的膜厚较厚的情况下也使聚合性液晶垂直取向，优选表面活性剂为斥水性或斥油性强的表面活性剂。作为这种表面活性剂，可以举出例如(a)具有烷基链或长链烷基侧链的表面活性剂、(b)具有烷基链或长链烷基侧链且烷基链的至少一部分或长链烷基侧链的至少一部分被氟取代的表面活性剂、或(c)具有侧链且侧链含有氟原子的表面活性剂等。

作为斥水性或斥油性强的表面活性剂的具体例子，可以举出(i)卵磷脂、(ii)十八烷基二甲基(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)氯化铵、(iii)十六烷基胺、(iv)アデカミン4DAC-85(旭电化工业公司制的表面活性剂的商品名)、(v)ドライポン600E(日华化学公司制的表面活性剂的商品名)、(vi)ドライポンZ-7(日华化学公司制的表面活性剂的商品名)和(vii)NKガ—ドNDN-7E(日华化学公司制的表面活性剂的商品名)等。

垂直取向剂是偶联剂时，作为偶联剂，具体可以举出将正辛基三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、癸基三乙氧基硅烷、正十二烷基三甲氧基硅烷、正十二烷基三乙氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三乙氧基硅烷等硅烷化合物水解得到的硅烷偶联剂。

作为使双折射率层6的液晶分子更强地垂直取向的硅烷偶联剂，可以举出氟类硅烷偶联剂。

具体地，可以举出将全氟烷基硅烷、五氟烷基硅烷、五氟苯基三甲氧基硅烷、五氟苯基三乙氧基硅烷、五氟苯基丙基三甲氧基硅烷、五氟苯基丙基三乙氧基硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烷、三氟丙基三乙氧基硅烷、1H，1H，2H，2H-全氟癸基三甲氧基硅烷、1H，1H，2H，2H-全氟癸基三乙氧基硅烷、1H，1H，2H，2H-全氟酰基(オシル)三甲氧基硅烷、1H，1H，2H，2H-全氟酰基(オシル)三乙氧基硅烷、3-(七氟异丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、3-(七氟异丙氧基)丙基三乙氧基硅烷等氟类硅烷化合物水解得到的氟类硅烷偶联剂。

而且，根据需要，可以在双折射率层组成液中添加光聚合引发剂、增敏剂。

作为光聚合引发剂，可以举出例如苄基(或联苯甲酰)、二苯乙醇酮异丁基醚、二苯乙醇酮异丙基醚、二苯甲酮、苯甲酰苯甲酸、苯甲酰苯甲酸甲酯、4-苯甲酰-4’甲基二苯基硫化物、苄基甲基缩酮、二甲基氨基甲基苯甲酸酯、2-正丁氧基乙基-4-二甲基氨基苯甲酸酯、对二甲基氨基苯甲酸异戊基、3，3’-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮、甲基苯甲酰甲酸酯(メチロベンソイルフオ—メ—ト)、2-甲基-1-(4-甲基硫基)苯基)-2-吗啉代丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁烷-1-酮、1-(4-十二烷基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、1-羟基环己基苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、2-氯噻吨酮、2，4-二乙基噻吨酮、2，4-二异丙基噻吨酮、2，4-二甲基噻吨酮、异丙基噻吨酮、1-氯-4-丙氧基噻吨酮等。

在双折射率层组成液中配合光聚合引发剂时，光聚合引发剂的配合量为0.01～10重量％.而且，光聚合引发剂的配合量优选为尽量不损害液晶分子取向的量，考虑到这一点，优选为0.1～7重量％，更优选为0.5～5重量％。

此外，在双折射率层组成液中配合增敏剂时，增敏剂的配合量在不明显损害液晶分子取向的范围内适当地选择，具体地，在0.01～1重量％的范围内选择。

此外，光聚合引发剂和增敏剂可以分别仅使用1种，也可以并用2种或2种以上。

本实施例中，光学元件1如下制造。

首先，将作为聚合性液晶液晶5和添加剂11溶于溶剂中调整双折射率层组成液。

イドコ—ト

通过模头涂布(ダイコ—ト)、棒涂、滑板涂布(スライドコ—ト)、辊涂等各种印刷方法或旋涂等方法，将双折射率层组成液涂布到具有透光性的基材2的表面上，在基材2上制造涂膜，接着干燥该涂膜。

然后，通过将涂布有双折射率层组成液的基材干燥形成双折射率层用涂膜。涂布有双折射率层组成液的基材的干燥除了通过减压干燥来在减压状态下进行之外，也可以在大气压下进行，在大气压下自然干燥能够形成更均一地垂直取向的液晶分子，故优选。

而且，基材表面的斥水性或斥油性高时，可以通过在能够使液晶垂直取向的范围内加入UV洗涤或等离子体处理，预先提高待涂布双折射率层组成液的基材表面的润湿性。

接着，如下所述使双折射率层用涂膜中所含的液晶垂直取向.

即，加热双折射率层用涂膜，设定双折射率层用涂膜的温度，使其大于或等于该涂膜中的液晶成为液晶相的温度(液晶相温度)，且小于该涂膜中的液晶变成各向同性相(液体相)的温度，由此使液晶垂直取向。对此时双折射率层用涂膜的加热方法不特别限定，可以是置于加热氛围中的方法，也可以是用红外线加热的方法。

而且，对于使液晶垂直取向的方法，除了上述方法之外，根据双折射率层用涂膜所含的液晶或该涂膜的状态，通过对双折射率层用涂膜进行减压干燥的方法，或通过对双折射率层用涂膜从规定的方向施加电场或磁场的方法，也可以实现。

通过对双折射率层用涂膜进行减压干燥来使液晶垂直取向时，由于处于减压状态，可以使双折射率层用涂膜处于过冷却状态，可以保持双折射率层涂膜中的液晶垂直取向的状态来将该涂膜进一步冷却至室温。从而，直到使液晶进行交联反应，可以有效地维持液晶垂直取向的状态。

在双折射率层用涂膜中垂直取向的液晶如下进行交联反应。

通过用液晶的感光波长的光照射双折射率层用涂膜来进行该交联反应(称为方法A)。此时，根据该涂膜中所含有的液晶的种类适当地选择照射双折射率层用涂膜的光的波长.而且，照射双折射率层用涂膜的光不限于单色光，可以是包含液晶的感光波长的一定波长范围的光。

此外，液晶的交联反应可以如下实施：一边将双折射率层用涂膜加热至液晶相温度一边对涂膜照射液晶的感光波长的光来部分地进行交联反应(称为部分交联工序)，部分交联工序后，冷却双折射率层用涂膜至液晶成为结晶相的温度(Tc)，在该状态下进一步对双折射率层用涂膜照射感光波长的光来进行交联反应，从而完成交联(称为方法B)。上述温度Tc是进交联反应前的双折射率层用涂膜中，液晶成为结晶相的温度。

部分交联工序中，即使将双折射率层用涂膜冷却至温度Tc，交联反应也进行到该涂膜中所含的液晶维持垂直取向性的程度。因此，部分交联工序中交联反应进行的程度可以根据双折射率层用涂膜中的液晶的种类或该涂膜的膜厚等来适当地选择，总之，部分交联工序中，优选交联反应进行到使液晶的交联度为5～50。

可以在空气氛围中实施上述方法A或方法B。

此时，优选一边将双折射率层用涂膜加热至比液晶由液晶相向各向同性相转变的温度低1℃～10℃，一边进行液晶的交联反应。如此，进行该交联反应时，可以降低液晶垂直取向的混乱。此外，从该观点考虑，进行交联反应的温度更优选比液晶从液晶相向各向同性相转变的温度低3～6℃。

在空气氛围中进行液晶的交联反应时，由于液晶的交联反应多少受到空气中氧的抑制，所以越接近双折射率层用涂膜的空气界面附近，液晶的交联反应速度越慢，从而可以在液晶的表面层形成存在没有进行交联反应的液晶分子的部分。

将层叠有液晶分子进行了交联的双折射率层用涂膜的基材导入烘箱装置等烧结装置中，在压力为大气压、空气氛围的条件下进行烧结。烧结的温度为200℃～250℃，考虑到使烧结后功能性层和功能性被覆层的层的边界清楚，优选为220℃～230℃。烧结时间为30分钟～150分钟，从与烧结温度的上述观点相同的观点考虑，优选为60分钟～120分钟。

另外，对层叠有双折射率层用涂膜的基材进行烧结时，优选在保持基材水平的状态下将其导入烧结装置中进行烧结。即使双折射率层用涂膜中所含有的液晶形成垂直取向的状态，若基材成为倾斜的状态，则由于液晶分子本身的重量，液晶的取向相对于基材面倾斜，液晶的垂直取向有产生混乱的可能性。

进行该烧结时，以覆盖双折射率层6的方式形成作为功能性层被覆层18的双折射率层被覆层，所述双折射率层6是具有液晶5分子交联维持取向性的液晶的层。该双折射率层被覆层中，从其表层向着双折射率层被覆层和双折射率层的界面，形成使光扩散的光扩散层15，进一步地，在光扩散层15和双折射率层6之间，插入与它们不同的层以形成中间层16，该中间层16是未进行交联状态的液晶分子通过烧结时的加热，从液晶相向各向同性相进行相转变，并被直接固定形成层状的各向同性层17(图5(b))。图5中，符号20表示液晶5分子交联时的键。

对于光扩散层15，其雾度比双折射率层6或各向同性层17大，其组成与双折射率层6或各向同性层17不同。可以认为该光扩散层15是如下形成的：用于形成双折射率层6的低分子量成分或垂直取向剂等添加剂在烧结前分散在双折射率层用涂膜内部，但在烧结时向双折射率层用涂膜的表面一侧渗出，在烧结时所形成的双折射率层被覆层的表层位置形成层状，从而形成光扩散层15。

对于液晶的交联反应，不限于在空气氛围中，也可以在惰性气体氛围气中实施上述方法A或方法B。

此时，不加热而用感光波长的光照射涂膜来进行液晶的交联反应。另外，该交联反应可以通过一边将双折射率层用涂膜加热至液晶相温度一边用液晶的感光波长的光照射涂膜来进行。

但是，和在惰性气体氛围中进行液晶交联反应的情况相比，在空气氛围中进行液晶的交联反应可以简化用于实施交联反应的工序的设备，可以降低光学元件的制造成本，故优选。

此外，与在空气氛围中进行液晶交联反应的情况相比，在惰性气体氛围中进行液晶的交联反应时，可以基本完全地进行交联反应(图5(c))。若对形成了在惰性气体氛围中液晶充分地进行了交联反应的双折射率层用涂膜的基材进行烧结，则以覆盖双折射率层表面的方式形成双折射率层被覆层。此时，在双折射率层被覆层上形成了光扩散层15，几乎不形成各向同性层。

对于进行烧结而形成了双折射率层6的基材，如下所述，通过从双折射率层被覆层的表层除去规定深度的部分，至少除去光扩散层15，从而制造光学元件。

利用使用抛光方法、旋涂、等离子体干法蚀刻等方法来除去光扩散层。

用抛光方法来除去光扩散层15时，可以使用砂带抛光(テ—プ研磨)或包磨(ラツピング研磨)等方法。具体地，通过使膜等接触光扩散层15，对光扩散层15从外部施加物理应力，磨擦接触部位，可以机械地除去光扩散层15。

利用旋涂来除去光扩散层15时，滴加溶解形成有双折射率层被覆层的基材的光扩散层15的溶剂，旋转基材来提供离心力，通过该离心力，使溶剂到达光扩散层15的整个表面从而溶解光扩散层15，进一步地，通过洗涤形成有双折射率层被覆层的基材来溶解、除去光扩散层15。

此外，利用旋涂来除去光扩散层15时，可以使用将粘合剂溶解于溶剂而形成的粘合剂溶液来替代溶剂。

在此，光学元件有时以在基材上层叠双折射率层和双折射率层被覆层、并从双折射率层被覆层除去光扩散层的形式得到(称为光扩散层除去体)，在除去光扩散层而暴露的表面上实施加工，并组装到液晶显示装置而使用。作为例子之一，有时用预定图案在光扩散层被除去体上层叠形成柱状体(spacer)等结构体，由此对光学元件实施加工，并组装到液晶显示装置中。

这样在光扩散层除去体上形成结构体，由此实施光学元件的加工时，粘合剂是构成该结构体的物质(组成物质)，作为粘合剂，可以使用丙烯酸类树脂、环氧类树脂、聚酰亚胺等各种光固化型树脂、热固化型树脂或双液固化型树脂(2液硬化型樹脂).作为该粘合剂，更具体地，可以举出滤光片用着色抗蚀剂、黑矩阵(ブラツクマトリクス)用抗蚀剂、隔板用抗蚀剂或保护膜用抗蚀剂。作为溶剂，可以使用PGMEA(丙二醇单甲基醚乙酸酯)。

而且，使用上述粘合剂溶液时，经烧结而形成有双折射率层6的基材，可以通过旋涂来除去光扩散层15，形成在双折射率层6上涂布有粘合剂溶液的状态，保持该状态进行减压干燥，在热板上进行烧结。此外，进一步地，对于经烧结而形成有双折射率层6的基材，可以进行如下处理：在热板上进行烧结后，通过光或热来固化粘合剂溶液，从而形成层，此时，可以通过显影等来在所形成的层上形成图案。

用等离子体干法蚀刻除去光扩散层15时，在等离子体干法蚀刻装置中的具有排气口的真空容器内导入作为蚀刻气体的氧气，在此施加高频电压来激发蚀刻气体(氧气)产生等离子体，通过等离子体生成自由基等，使这些自由基等碰撞光扩散层15，并且与构成光扩散层15的物质反应生成挥发性物质，将生成的挥发性物质通过排气口排到外部，由此除去光扩散层15。

此外，作为等离子体干法蚀刻装置，可以适当地采用桶型(バレル型)、平行平板型、顺流型(ダウンフロ—型)等装置。

上述用于除去光扩散层15的方法，即抛光方法、旋涂方法、等离子体干法蚀刻等各种方法可以适当地组合。

这样，作为功能性层3的双折射率层6，或作为中间层16的各向同性层17暴露于表面形成光学元件。

根据本发明的制造方法，可以得到除去了光扩散层15的光学元件。即，可以得到在基材2的表面上仅形成有双折射率层6的光学元件，或得到以覆盖双折射率层6的方式形成有各向同性层17的光学元件。

从而，如上所述通过除去导致光扩散的层——光扩散层15，可以降低光学元件的雾度。此外，由于在光学元件中，使光的状态变化的功能依赖于双折射率层，该功能几乎不因除去光扩散层15而降低。

根据该制造方法，可以得到以覆盖双折射率层的方式形成有各向同性层17的光学元件。此时，通过该各向同性层17，可以抑制了外部应力对双折射率层造成损伤，也可以抑制因外部的热量而在双折射率层的层上产生变形的可能性，从而可以得到对于外力或热具有耐性的光学元件。

另外，在双折射率层和光扩散层15之间形成各向同性层17时，可以与光扩散层15同法除去该各向同性层17。如此，可以得到在基材的表面上仅形成有双折射率层的光学元件，可以使光学元件的厚度变薄。

此外，在本发明的制造方法中，如此制造在基材上形成双折射率层和双折射率层被覆层，并除去了形成于双折射率被覆层的光扩散层的光扩散层除去体后，可以实施对从由双折射率层和双折射率层被覆层构成的层除去光扩散层的部分进行再次烧结(再烧结)的工序。

再烧结工序可以通过将光扩散层除去体导入烘箱装置等烧结装置来进行烧结等来具体地实施。

再烧结工序中，优选在200℃～250℃的温度下进行再烧结，更优选在210℃～240℃下进行。进行再烧结的温度低于200℃时，双折射率层的固化有可能不充分，进行再烧结的温度高于250℃时，双折射率层很有可能变成黄色。

进行再烧结的时间优选为20分钟～90分钟，更优选为30分钟～60分钟。进行再烧结的时间短于20分钟时，双折射率层的固化有可能不充分，进行再烧结的时间长于90分钟时，双折射率层很有可能变成黄色。

该制造方法中，通过进行再烧结工序，将形成于基材表面上的双折射率层进一步固化，使其硬度进一步增大，在涂膜上层叠ITO电极时，双折射率层难以裂开(耐ITO性)，并且双折射率层的耐溶剂性、密合性也提高。

由本发明制造方法制造的第1实施方式的光学元件中，在基材和双折射率层之间可以插入垂直取向膜(图6)。有时将如此构成的光学元件称为第2实施方式的光学元件。

第2实施方式的光学元件1b中，在基材2的表面上设置垂直取向膜12作为使液晶分子垂直取向的取向膜，并且在垂直取向膜12上层叠双折射率层6。

垂直取向膜12通过使用含有聚酰亚胺的液体作为膜组成液，通过苯胺印刷(フレキソ印刷)或旋涂等方法涂布该膜组成液并使其固化而形成。

此外，作为含有聚酰亚胺的膜组成液，具体地，与形成第1实施方式的光学元件中的双折射率层6时所使用的组成液相同，可以举出日产化学公司制的SE-7511或SE-1211，或JSR公司制的JALS-2021-R2等。

对于垂直取向膜3，其膜厚优选约为0.01μm～1μm。垂直取向膜3的膜厚小于0.01μm时，有可能难以使液晶垂直取向。此外，垂直取向膜3的膜厚大于1μm时，该垂直取向膜3本身使光漫反射，有可能极大地降低光学元件的透光率。

另外，垂直取向膜3不限于用聚酰亚胺来形成的情况，除此之外，还可以使用表面活性剂或偶联剂形成。

作为表面活性剂或偶联剂，可以使用形成第1实施方式的光学元件中的双折射率层6时所使用的表面活性剂或偶联剂.

与第1实施方式的光学元件1a中的基材、双折射率层同样地来构成基材2、双折射率层6。

但是，由于双折射率层6形成于垂直取向膜12上，液晶5分子越接近垂直取向膜12，则垂直取向性越强.此外，液晶5分子离垂直取向膜12越远，则垂直取向性越弱.即，在远离垂直取向膜12的液晶5分子也具有强垂直取向性时，双折射率层6为结晶5分子的倾斜角均一化、液晶5分子均一地垂直取向的状态。

第2实施方式的光学元件1如下制造。

首先，使用上述材料来制备含有聚酰亚胺的膜组成液，并将其通过苯胺印刷或旋涂等方法涂布到具有透光性的基材的表面上，制作垂直取向膜用涂膜，进一步地，固化该垂直取向膜用涂膜，由此得到在基材上形成有垂直取向膜的垂直取向膜形成基材。

接着，将作为聚合性液晶的液晶和聚酰亚胺溶解于甲苯等溶剂中制备双折射率层组成液。涂布该双折射率层组成液时，作为溶剂，优选使用能够以均一的厚度涂布于垂直取向膜3的溶剂。

双折射率层组成液中液晶5分子的配合量因涂布方法、膜厚、溶剂的种类等不同而不同，但是优选在10重量％～50重量％的范围内。

此外，在双折射率层组成液中，侧链具有烷基的聚酰亚胺和液晶的配合比率以重量比计为1/7～1/3。相对于聚合性液晶的总量，双折射率层组成液中的聚酰亚胺的配合量优选为12.5重量％～25重量％，更优选为15重量％～22.5重量％、聚酰亚胺的配合量小于12.5重量％时，有可能难以得到充分均一地垂直取向了的双折射率层组合物，大于25重量％时，光的透过率有可能降低。

通过模头涂布、棒涂、滑板涂布、辊涂等各种印刷方法或旋涂等方法将该双折射率层组成液涂布到垂直取向膜形成基材上，通过将涂布有双折射率层组成液的基材干燥形成双折射率层用涂膜，此时，在大气压下将涂布有双折射率层组成液的基材自然干燥。

而且，垂直取向膜形成基材表面的斥水性或斥油性高时，与制造第1实施方式的光学元件时同样地，可以在能够使液晶垂直取向的范围内，通过插入UV洗涤或等离子体处理，来预先提高待涂布双折射率层组成液的垂直取向膜形成基材表面的润湿性。

而且，与第1实施方式的光学元件的制造方法同样地操作，使双折射率层用涂膜中所含的液晶垂直取向，进行交联反应，并烧结后，除去光扩散层15，从而制造第2实施方式的光学元件。

通过本发明制造方法制造的第1实施方式或第2实施方式的光学元件1中，由于双折射率层4具有在保持液晶5垂直取向的状态的同时进行交联聚合而得到的结构，将该双折射率层4的厚度方向设为z轴来假定xyz正交座标时，可以使x轴方向的折射率nx与y轴方向的折射率ny基本为相同的值，z轴方向的折射率nz比折射率nx、ny大。因此，对于光学元件1，可以使双折射率层4具有折射率nz>nx＝ny这样的双折射率特性，即，可以使双折射率层4在厚度方向(z轴方向)上具有光轴的同时，具有单轴性双折射率特性，可以发挥所谓“+C板”功能，发挥作为具有对光的延迟可以进行光学补偿的相位差控制功能的部件的作用。

第1实施方式或第2实施方式的光学元件1具有以使液晶分子垂直取向状态进行固定的层，并且雾度小于或等于0.1。

因此，该光学元件是提高了厚度方向的透明度的光学元件，在光学元件的厚度方向上，抑制了折射率的不连续部分的产生，可以抑制在厚度方向上通过光学元件的光的散射、扩散。

由于以使液晶垂直取向的状态来进行固定，通过本发明制造方法得到的光学元件可以用作诸如控制相位差的元件、光学补偿元件等用于控制光的偏振状态的元件，如上所述，成为能够抑制光的散射，并且具有更精确地控制相位差的功能的元件。从而，通过该光学元件，可以制造更精密地降低漏光的液晶显示装置，可以制造视角进一步扩大、并且对比度提高、进而液晶显示画面的颜色不均得到抑制的液晶显示装置。

此外，由本发明的制造方法得到的光学元件1具有双折射率层6进行交联的结构时，可以降低热对双折射特性的影响，提高耐热性。特别是以覆盖双折射率层6的方式形成各向同性层17时，提高耐热性的效果大。

通过由本发明制造方法得到的光学元件1，可以在构成液晶面板的部件上一体地形成基层，从而在设计光学仪器时可以不另外设置相位差控制部件。

在由本发明的制造方法得到的第1实施方式或第2实施方式的光学元件中，基材2也可以如下构成：形成功能性层4，功能性层4是具有与双折射率层不同的折射率特性的异双折射率层(称为第3实施方式)

如图7所示，第3实施方式的光学元件1c中，基材2具有作为功能性层4的异双折射率层13和基板2。

第3实施方式的光学元件1c中，异双折射率层13是具有与第1实施方式或第2实施方式中的双折射率层的双折射率特性(+C板)不同的双折射率特性的层。

具体地，异双折射率层13是具有上述折射率为nz＝nx<ny或nz＝ny<nx这样的双折射率特性的层，是发挥所谓“+A板”功能的层，此外也可以是具有上述折射率为nz<nx＝ny这样的双折射率特性的层、发挥所谓“-C板”功能的层。

而且，上述发挥所谓“+A板”功能的层可以如下获得：通过能够使液晶水平取向(ホモジニアス配向)的树脂材料等，在基材面上或双折射率层上形成水平取向膜形成用涂膜，通过对水平取向膜形成用涂膜实施抛光处理(ラビング処理)或光取向处理得到水平取向膜，将液晶溶解于溶剂中形成溶液，将该溶液涂布于该水平取向膜上，以水平取向的状态进行固定。

此外，上述发挥所谓“-C板”功能的层可以如下形成：将液晶和手性试剂(カイラル剤)溶解于溶剂中得到溶液，将该溶液涂布于基材表面上或双折射率层上并进行固定。

手性试剂是为了使液晶分子取向成螺旋状而添加的，由于若液晶分子具有近紫外线区域的螺距(螺旋ピツチ)时，通过选择反对现象(選択反对現象)，产生特定颜色的反射色，所以手性试剂的配合量优选能够得到选择反对现象为紫外区域的螺距的量。

除了使用具有异双折射率层13和基板2a的基材作为基材2之外，第3实施方式的光学元件与第1实施方式或第2实施方式的光学元件同法制造。

由本发明制造方法制造的第3实施方式的光学元件，由于层叠了双折射率特性不同的层，制造具有光学元件的液晶显示装置时，识别通过液晶显示装置的通过光时，可以更有效地抑制透过光的相位差大小因观看透过光的人的位置而变化。

由本发明的制造方法得到的第1实施方式、第2实施方式、第3实施方式的光学元件中，可以在基材2或光学元件的表面上形成着色层来构成光学元件(称为第4实施方式)

作为第4实施方式的光学元件，以在第2实施方式的光学元件中的基材2的基板2a上，形成着色层7作为功能性层4的情况为例进行说明(图8(a))。

图8(a)是说明第4实施方式的光学元件的实施例的截面结构示意图。

光学元件1d中，基材2中，在基板2a的一面形成着色层7。着色层7包括透过规定波长区域的可见光的着色像素部8和遮光部9(有时称为黑矩阵或BM)。

着色像素部8通过以规定的图案配置使红色、绿色、蓝色各种颜色的波长带的光透过的着色像素(分别称为红色着色像素8a、绿色着色像素8b、蓝色着色像素8c)而形成。作为构成着色像素部8的红色着色像素8a、绿色着色像素8b、蓝色着色像素8c的配置方式，可以选择带型(ストライプ型)、斑型(モザイク型)、三角形(トライアングル型)等各种配置图案。

此外，可以使用使各种颜色的互补色的波长带的光透过的着色像素来替代这些着色像素(8a、8b、8c)。

对于每种颜色的着色像素(8a、8b、8c)，将在溶剂中分散着色像素的着色材料而得到的分散液的涂膜，通过例如光刻法形成规定形状的图案，由此形成着色像素部8。

另外，除了光刻法之外，着色像素部8也可以通过按照各种颜色的着色像素(8a、8b、8c)，将着色材料分散液涂布成规定形状而形成。

遮光部9防止着色像素(8a、8b、8c)互相重叠，并且填埋着色像素间的空隙，抑制相邻着色像素之间的漏光，此外，将光学元件用于有源矩阵(アクテイプマトリクス)驱动方式的液晶显示装置用部件时，遮光部9抑制驱动元件(アクテイブ素子)的光劣化等。

因此，遮光部9以下述方式形成：将对应于基板2a表面上配置着色像素的位置区域在平面上划分(平面視上区画化)成各个着色像素(8a、8b、8c)。从而，根据被遮光部9划分的基板2a表面上的区域的形成位置，以平面上覆盖该区域的方式来分别配置各个色像素(8a、8b、8c)。

遮光部9可以通过将金属铬薄膜或钨薄膜等具有遮光性或光吸收性的金属薄膜在基板面上以规定形状构图而形成。此外，遮光部也可以通过将黑色树脂等有机材料印刷成规定的形状而形成。

如上所述，着色层7不限于具有多种颜色的着色像素，也可以是具有单色的着色像素的结构。此时，着色层7不具有遮光部9。

除了使用具有着色层7和基板2a的基材作为基材2之外，与第1实施方式、第2实施方式或第3实施方式的光学元件同法制造第4实施方式的光学元件。

另外，在上述第4实施方式的光学元件的说明中，以将构成着色层7的着色像素部8、遮光部9全部设置在基板上的情况作为实施例进行了说明，但是不限于此，如图8(b)所示，也可以是将在基板2a上仅形成有着色层中的遮光部9的基材作为基材2的光学元件。此时，可以如下所述来制造该光学元件。

首先，与第1实施方式、第2实施方式或第3实施方式的光学元件的制造方法同样地操作，得到层叠有双折射率层6的基材2。然后，进一步地，通过在双折射率层6或各向同性层17的表面上形成着色像素部8来制造该光学元件。

根据第4实施方式的光学元件，双折射率层6可以覆盖基材2a上的着色层7。这样，由于双折射率层4的耐热性较高，因此可以提高被垂直取向膜3或双折射率层4覆盖的着色像素部8的耐热性。

而且，光学元件具有着色层时，除了上述情况，如图8(c)所示，着色层7也可以层叠在光学元件1a的双折射率层6之上。

此时，上述光学元件可以通过制造第1实施方式、第2实施方式或第3实施方式的光学元件，并在其上形成着色层来制造。

可以使用如下所示的制造装置来实行上述各种光学元件1的制造方法。

制造装置具有在基材2表面上形成涂膜的涂膜形成设备、使形成在基材2上的涂膜层叠成为功能性层3和功能性层被覆层18层叠的层结构的功能性层形成设备、和除去功能性层被覆单元中的至少光扩散层15的表层除去设备，并且使表层除去设备与功能性形成设备相连接。

涂膜形成设备包括载置具有透光性的基材2的载置容器、能够将含有功能性物质的功能性层组成液涂布到载置台上的基材2的表面的涂布部、和使载置容器内的气体脱气的脱气结构。作为涂布部，具体地，可以使用旋涂或棒涂装置等。作为脱气结构，具体地，可以举出具有密闭容器的盖体和与容器相连接的真空泵的减压组件。

功能性层形成设备具有对形成有涂膜的基材进行烧结的烧结部。

作为烧结部，具体地可以举出烘箱装置等烧结装置。

此外，功能性层组成液含有具有聚合性的液晶和添加剂时，功能性层形成设备具有对涂膜中所含的液晶分子赋予取向性的取向赋予部和用紫外线照射涂膜的光照部，其中所述添加剂含有对液晶分子赋予取向性的取向剂。

作为取向赋予部，具体地，可以举出具有红外线加热器等加热部和温度传感器的加热装置。该加热装置中，温度传感器测定涂膜的温度，加热部对涂膜进行加热，直至测定的涂膜温度在液晶相温度和变成液体相的温度之间。由此使涂膜中所含的液晶垂直取向。

作为光照部，具体地，可以举出紫外灯。

功能性层形成设备可以具有用空气或惰性气体填充涂膜的周围的气体填充部。作为气体填充部，具体地，可以举出下述结构：具有载置基材且可以密闭的容器、与容器相连将空气或惰性气体等气体导入容器的气体导入装置和与容器相连将容器内的气体排出的气体排出装置，并且在气体导入装置或气体排出装置与容器的连接部位，设置控制气体的导入量或排出量的阀。此时，光照部配设成可以在涂膜的周围被空气或惰性气体填充的状态下用紫外线照射涂膜。这可以通过在气体填充部的容器内配置紫外灯作为光照部而具体地实现。

表层除去设备具有在向着功能性层和功能性被覆层的界面的方向上除去形成于基材的层结构的表层的除去部，和根据被除去的表层的量使除去部的运转停止的停止部。

作为除去部分，具体地，可以举出化学机械抛光装置(CMP(Chemical mechanical Polishing))等抛光装置、旋涂装置、等离子体干法蚀刻装置等。而且，可以适当地组合这些装置。

例如，除去部是化学机械抛光装置时，其具有支撑部件、挤压部件、抛光浆料滴加部、和转动组件，所述支撑部件以层结构向下的方式支撑基板，所述挤压部件从支撑台的下方挤压抛光垫，所述抛光浆料滴加部将抛光浆液(磨料)滴加到抛光垫上，所述旋转组件使支撑部件和挤压部件在相反方向上旋转。此时，使形成于被抛光的基材上的层结构的表面向下来挤压抛光垫，从抛光浆料滴加部将磨料滴加到抛光垫，通过使基材与抛光垫以相互反旋转，利用磨料的化学作用和机械作用，除去形成于基板的层结构的表面。

此外，例如，除去部是旋涂装置时，除去部具有支撑部、滴加部、旋转控制部和干燥部，所述支撑部支撑基板使其能够旋转，所述滴加部根据从层结构除去的表层的量，滴加能够溶解层结构的表层的溶解液，所述旋转控制部进行控制，使基板旋转来使溶解液能够在基板面上扩散，所述干燥部使表层干燥。

停止部识别从形成于基材的层结构的表层，向着功能性层和功能性层被覆层的界面方向被除去的表层的量，若该量达到规定的量，则停止除去部的运转。

停止部可以具有雾度测定装置和除去部的运转电源开关，所述雾度测定装置具有雾度值存储设备.雾度值存储设备存储预定的雾度值.而且，除去部运转后，通过雾度测定装置所测定的雾度的值小于预定的值时，除去部的运转电源开关为OFF状态。这样，表层除去设备可以如下构成：若预先在雾度值存储设备中存储假定使雾度值升高的光扩散层被除去时的雾度值，可以在除去了光扩散层时停止除去部的运转。

对于由本发明的制造方法制造的光学元件，以上以形成双折射率层作为功能性层的情况为例进行了详细的说明，但是利用本发明的制造方法，可以制造形成有着色层作为功能性层的光学元件。此时，形成在通过本发明制造方法制造的光学元件中的着色层与上述第4实施方式的光学元件中的着色层同样地来构成，即，其由含有RGB各种颜色的着色像素的着色像素部和遮光部构成。

具有着色层作为功能性层的光学元件如下制造。

首先，以规定的图案将遮光部形成于基材表面上。可以与上述第4实施方式的光学元件同样地操作来形成遮光部。

接着，对于RGB各种颜色的着色像素部，将构成着色像素部的着色材料分散于溶剂中，制备着色材料分散液，将该着色材料分散液涂布于基材表面来制造涂膜。

涂布该着色材料分散液来制造涂膜时，在基材表面上以规定形状构图形成涂膜。此时，该构图除了通过光刻法，也可以通过对于各种颜色的着色像素，将着色材料分散液涂布成规定的形状的方法进行。例如，通过光刻法形成图案时，通过预定图案的掩膜对涂膜进行曝光，然后显影，由此可以根据掩膜的图案具体地实施涂膜的构图。

使用RGB各种颜色的着色材料分散液来制造RGB各种颜色的形成了规定形状图案的涂膜。

将形成有RGB各种颜色的形成了图案的涂膜的基材导入烘箱等烧结装置中，进行烧结。通过进行烧结，在基材表面的涂膜上形成成为各种颜色的着色像素部的层，通过这些层和遮光部形成作为功能性层的着色层。然后，进一步以覆盖着色层的方式形成功能性层被覆层，该功能性层被覆层成为使光扩散的光扩散层.

对于形成有着色层的基板，进行光扩散层的除去。即，对于该基板，在整个光扩散层的形成区域上，从其表层向着着色层的界面方向，除去规定厚度的层。

此时，可根据构成着色像素的颜料的浓度或添加物的量等各种条件来适当地选择除去上述层的厚度。

作为除去光扩散层的方法，与制造形成双折射率层作为功能性层的光学元件时同样地，使用例如机械抛光方法、旋涂、等离子体干法蚀刻等方法。

如此制造在基材上形成有具有遮光部和着色像素部的着色层的光学元件。

而且，该光学元件的制造方法中，不限于对于上述RGB各种颜色形成着色材料分散液的涂膜的全部图案后进行光扩散层的除去的情形，可以每对各种颜色形成着色材料分散液的涂膜的图案后，进行光扩散层的除去。

[实施例1

实施例1

[垂直取向膜的制造]

用γ-丁内酯将垂直取向膜的溶液(JSR公司制，JALS-2021-R2)稀释成2倍制备膜组成液。

在作为基材的玻璃基板上，涂布该膜组成液制造涂膜，在180℃下将形成有涂膜的玻璃基板烧结1小时得到垂直取向膜形成基材。

[双折射率层形成用涂膜的制作]

用二乙二醇二甲基醚将垂直取向膜的溶液(JSR公司制，JALS-2021-R2)稀释8倍制备溶液，将溶液作为含有聚酰亚胺的溶液。

将20重量份作为显示向列型液晶相的能够聚合的液晶分子(聚合性液晶)的上述化学式(化11)所示的化合物(其中X的值为6)、0.8重量份的光聚合引发剂(チバガイギ一公司制，“イルガキユア907”)、59.2重量份作为溶剂的氯苯、20重量份含有聚酰亚胺的溶液混合来制备双折射率层组成液。

将垂直取向膜形成基材设置在旋涂机(MIKASA公司制，“商品名1H-360S”)上，通过将双折射率层组成液旋涂于垂直取向膜上，在垂直取向膜形成基材上涂布双折射率层组成液来制造双折射率层形成用涂膜。

[液晶的垂直取向状态的形成]

在100℃下将形成有双折射率层形成用涂膜的垂直取向膜形成基材加热3分钟，确认双折射率层形成用涂膜中的液晶分子转变为液晶相形成取向状态。此时，用肉眼确认双折射率层形成用涂膜从混浊状态转变为透明状态。

[液晶的交联聚合反应]

接着，在氮气氛围中，使用紫外线照射装置(ハリソン东芝ライテインゲ公司制“商品名TOSCURE751”)将功率为20mW/cm²的紫外线照射透明状态的双折射率层形成用涂膜10秒钟，使双折射率层形成用涂膜中的液晶进行交联聚合反应来固定液晶分子的取向性，由此得到形成有含有交联了的液晶的交联液晶层的基材。

[形成有交联液晶层的基材的烧结]

使用烧结装置(アズワン“热风循环烘箱KL0-60M”)在230℃下对形成有交联液晶层的基材进行加热烧结。据此，使交联液晶层成为在双折射率层上层叠双折射率层被覆层的层结构。

进行烧结后，测定层叠于基材表面的交联液晶层的膜厚。该膜厚约为1.5μm。而且，该膜厚是使用触针式段差仪(触針式段差計)(Sloan公司制，产品名“DEKTAK”)来测定的。

[表层的除去]

进行上述烧结后，将层叠有交联液晶层的基材载置于等离子体蚀刻装置(アネルパ公司制“DEA-506T”)的真空容器内，在下述条件下进行等离子体干法蚀刻来从表层除去深至1300埃的部分，从而得到形成有双折射率层的光学元件。

蚀刻气体              氧气

蚀刻气体流量          60sccm

蚀刻气压              30mTorr

施加电功率            500W

蚀刻时间              30min

对于得到的光学元件，如下操作测定光学元件的延迟、漏光、雾度。

[延迟的测定]

将光学元件置于延迟测定仪中，在测定波长为550nm的条件下，在双折射率层的厚度方向，测定光学元件的延迟。

此时，光学元件的延迟的大小约为0nm。

此外，在相对双折射率层的厚度方向倾斜45度的方向上，与上述同样地测定光学元件的延迟的大小。

此时，光学元件的延迟大小约为50nm。

使用王子计测机器公司制“KOBRA-21”作为延迟的测定仪。

[漏光的测定]

将光学元件插入配置于正交尼科耳棱镜(クロスニコル)的2片偏振板之间，从一个偏振板的一侧照射光，使光学元件旋转时，观测光是否透过2片偏振板。

光学元件旋转时，维持通过偏振板入射到光学元件的光的前进方向与光学元件的厚度方向基本平行的状态。

此时，几乎没有观测到通过2片偏振板的光，几乎没有观测到漏光。

由延迟测定和漏光测定可知，光学元件的双折射率层中，液晶分子垂直取向。

[雾度的测定]

将光学元件置于雾度测定仪中，根据JIS K 7136来测定光学元件的雾度。使用日本电色工业公司制“NDH-2000”作为雾度测定仪。

实施例1的光学元件的雾度为0.06。

此外，对于除去具有在双折射率层层叠有双折射率层被覆层的层结构的表层前的基材，从双折射率层被覆层的表层表面，向着基材界面，在膜厚方向上测定延迟大小的变化和雾度的变化。

此时，在从表层表面到约1300埃的基材界面侧位置的区域中，几乎没有观测到延迟变化，但雾度缓慢减小，从向着基材界面侧的约1300埃的位置到基材界面，延迟差缓慢减小，但几乎没有观测到雾度的变化。因此，上述层结构中，从表面表层到面向基材界面一侧约1300埃的位置，存在有使光扩散的光扩散层15，形成有双折射率层被覆层，从面向基材界面一侧约1300埃的的位置到基材界面，形成了液晶分子垂直取向的双折射率层。

实施例2

除了通过旋涂来进行表层的除去之外，与实施例1同法得到光学元件。

如下所述来实施旋涂.

使在交联液晶层表面上滴加有0.015ml/cm²的γ-丁内酯的基材以转速2000rpm旋转10sec，据此，使γ-丁内酯均一地扩散于交联液晶层表面。进一步地，在该状态下将其干燥5min。

对于进行旋涂得到的光学元件，测定层叠于基材表面的交联液晶层的膜厚.该膜厚约为1.35μm。另外，通过实施例1所使用的触针式段差仪来测定除去表层后的膜厚。

对于得到的光学元件，与实施例1同样地测定延迟、漏光、雾度。

该光学元件，在双折射率层厚度方向的延迟大小约为0nm，相对于厚度方向倾斜45度方向的延迟为50nm。此外，几乎没有观测到漏光。光学元件的雾度为0.06。

实施例3

除了通过抛光方法进行除去表层之外，与实施例1同法得到光学元件。

使用化学机械抛光装置(ラツプマスタ—SFT公司制“LGP-612”)作为抛光装置来进行表层的除去。磨料使用PLANERLITE-4000(Fujimi公司制)，抛光垫使用IC1400(Rodel公司制)。

通过该抛光方法，除去层叠有交联液晶层的基材中从表层到1300埃的深度的部分，从而得到形成有双折射率层的光学元件。

对于得到的光学元件，与实施例1同样地测定延迟、漏光、雾度。

该光学元件，在双折射率层厚度方向的延迟大小约为0nm，在相对于厚度方向倾斜45度方向的延迟为50nm，此外几乎没有观测到漏光、光学元件的雾度为0.08。

实施例4

除了在空气氛围中进行液晶的交联聚合反应，通过等离子体干法蚀刻除去从交联液晶层的表层到1300埃的深度的部分之外，与实施例1同法得到光学元件。

对于得到的光学元件，与实施例1同样地测定延迟、漏光、雾度。

该光学元件，延迟双折射率层厚度方向的延迟大小约为0nm，相对于厚度方向倾斜45度方向的延迟为50nm，此外几乎没有观测到漏光、光学元件的雾度为0.08。

此外，对于除去具有在双折射率层上层叠有双折射率层被覆层的层结构的表层前的基材，从双折射率被覆层的表层表面向着基材界面，在膜厚方向上测定延迟大小的变化和雾度的变化。在从双折射率层被覆层的表层表面到基材界面一侧约1300埃的位置的区域中，延迟不变化，雾度减小，在从距表面向着基材界面一侧约1300埃的位置到向着基材界面一侧约2700埃的位置的区域中，几乎没有观测到延迟和雾度的变化，从距表面向着基材界面一侧约2700埃的位置到基材界面的区域中，延迟缓慢减小，但没有观测到雾度的变化。

因此由上述可知，得到的光学元件，在从表面到基材界面一侧约1300埃的位置的区域中存在光扩散层，在从表面到向着基材界面一侧约1300埃～2700埃的位置的区域中存在各向同性层17，从距表面向着基材界面一侧约2700埃的位置到基材界面的区域中，形成了液晶分子垂直取向的双折射率层。

实施例5

除了通过旋涂来进行表层的除去之外，与实施例4同法得到光学元件。

与实施例2同样地实施旋涂。

对于进行旋涂得到的光学元件，与实施例2同法测定层叠于基材表面的交联液晶层的膜厚.该膜厚约为1.35μm。即，除去了从表层到约1500埃深度的层。通过实施例1所使用的触针式段差仪来测定除去表层后的膜厚。

对于得到的光学元件，与实施例4同样地测定延迟、漏光、雾度。

该光学元件在双折射率层厚度方向的延迟大小约为0nm，相对于厚度方向倾斜45度方向的延迟为50nm，此外几乎没有观测到漏光，光学元件的雾度为0.08。

实施例6

除了通过使用抛光方法进行表层的除去之外，与实施例4同法得到光学元件。

与实施例3同样地实施抛光方法。

通过抛光方法，除去了从表层到约1300埃深度的层，得到形成有双折射率层的光学元件。

对于得到的光学元件，与实施例4同样地测定延迟、漏光、雾度。

该光学元件在双折射率层厚度方向的延迟大小约为0nm，相对于厚度方向倾斜45度方向的延迟为50nm，此外几乎没有观测到漏光，光学元件的雾度为0.08。

实施例7

除了如下所述实施旋涂之外，与实施例4同样地操作来得到光学元件。

旋涂如下实施：

将形成柱状体(spacer)时所使用的粘合剂——隔离片用抗蚀剂NN-780(JSR公司制)溶解于PGMEA中，得到粘合剂浓度为0.015ml/cm²的粘合剂溶液，将该溶液滴加到形成在基材上的交联液晶层表面上，在室温和转速为500rpm的条件下进行旋涂10sec，使粘合剂溶液扩散到交联液晶层的几乎整个表面。

对形成在基材上的交联液晶层实施旋涂，接着以预定的图案如下形成柱状体(柱状体形成工序)，得到在表层形成有柱状体的光学元件。

柱状体形成工序如下实施：从大气压减压至0.15Torr对在交联液晶层表层扩散有粘合剂溶液的基材进行干燥，将干燥后的基材在100℃的加热板上烧结3分钟，通过规定的掩膜图案用紫外线进行图案曝光使其固化在图案上，并显影，将柱状体形成图案。

对于得到的光学元件，对未形成柱状体的部分，使用触针式段差仪(Sloan公司制，制品名“DEKTAK”)测定层叠于基材表面的交联液晶层的厚度。

结果交联液晶层的厚度约为1.35μm。

此外，对于得到的光学元件，与实施例1同样地测定延迟、漏光、雾度。

该光学元件在双折射率层厚度方向的延迟大小约为0nm，相对于厚度方向倾斜45度方向的延迟为50nm，此外几乎没有观测到漏光、光学元件的雾度为0.07。

比较例

除了不实施表层的除去之外，与实施例1同法制造光学元件。

对于得到的光学元件，与实施例1同样地测定雾度。

比较例1的光学元件的雾度为1.0。

接着，说明对光扩散层被除去的光扩散层除去体进行再次烧结得到光学元件的情况的实施例。

实施例8

首先，与实施例5同样地操作，从双折射率层被覆层除去光扩散层制作光扩散层除去体，将其在烘箱中在温度为230℃下再次进行烧结30分钟(再烧结)。

对于得到的光学元件，测定形成于基材面上的双折射率层的硬度、耐溶剂性、粘合性、耐热性。

[硬度]

对于光学元件，其双折射率层的硬度如下测定：使用フイツシヤ—スコ—プ((株)フイツシヤ—-インストルメンツ制，商品代码，H100VS-HCU Xprog)，根据DIN50359，在负荷压力为1.5mN/40sec，保持时间为5sec的测定条件下，测定万能硬度(ユニバ—サル硬度)。

在再烧结前后测定双折射率层的万能硬度.再烧结前的万能硬度为144.1，再烧结后的万能硬度为161.2。

[耐溶剂性]

对于通过再烧结得到的光学元件，制作在溶剂中浸渍了5分钟的光学元件和未在溶剂中浸渍的光学元件，将上述光学元件分别载置于120℃的加热板上5分钟，220℃下在烘箱中烧结20分钟，测定相对于光学元件的厚度方向倾斜45度方向的延迟量，测定两者值的变动(相位差)。进一步地，对于没有进行再烧结的光学元件(实施例5的光学元件)与上述同样地操作，制作在溶剂中浸渍了5分钟的光学元件和未在溶剂中浸渍的光学元件，测定延迟量的变动(相位差)。使用γ-丁内酯、NMP(N-甲基吡咯烷酮)作为溶剂。结果，对于不进行再烧结的光学元件，使用任意一种溶剂时，相位差均减少了5nm左右，对于通过再烧结得到的光学元件，使用任意一种溶剂时，相位差都仅减少了1nm左右，可见耐溶剂性提高。

[密合性]

通过胶带剥离试验来测定光学元件的基材面与双折射率层的密合性。

胶带剥离试验如下进行：使用宽18mm的胶带(スリ—エム·カンパニ—制，スコツチテ—プ(注册商标)(商品代号，#810))，将该胶带张贴在光学元件的表面，在胶带与基材之间插入双折射率层，然后，从光学元件物理剥离胶带，观察双折射率层是否从基材面剥离。

对于通过再烧结得到的光学元件和进行再烧结前的光学元件(实施例5的光学元件)，分别连续地重复实施胶带剥离试验，测定进行多少次胶带剥离试验才能最初观察到剥离。

对再烧结前的光学元件进行胶带剥离试验时，即使连续地进行20次、25次胶带剥离试验，双折射率层也不从基材剥离，连续地进行30次胶带剥离试验时才发现剥离，即使如此，从基材剥离的程度仅约为2％，密合性良好。而对于通过进行再烧结得到的光学元件，即使连续地进行了30次胶带剥离试验，也未见剥离，即使连续地进行了50次胶带剥离试验，也未见剥离。因此可知，通过对光学元件再烧结，进一步提高了双折射率层和基材的密合性。

接着，对形成着色层作为功能性层的光学元件的实施例进行说明。

实施例9

[着色抗蚀剂的制备]

使用颜料分散型光致抗蚀剂作为黑矩阵(BM)红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)着色像素的着色材料分散液。颜料分散型光致抗蚀剂如下获得：使用颜料作为着色材料，在分散液组合物(含有颜料、分散剂和溶剂)中加入小珠，用分散机分散3小时，然后将除去小珠的分散液和清抗蚀剂(クリアレジスト)(含有聚合物、单体、添加剂、引发剂和溶剂)混合来得到颜料分散型光致抗蚀剂。得到的颜料分散型光致抗蚀剂具有下述组成。使用涂料振荡器(ペイントシエ—カ—)(浅田铁工公司制)作为分散机。

(黑矩阵用光致抗蚀剂)

黑颜料             14.0重量份

(大日精化工业(株)制TMブラツク#9550)

分散剂             1.2重量份

(ビツクケミ—(株)制Disperbyk111)

聚合物     2.8重量份

(昭和高分子(株)制VR60)

单体       3.5重量份

(サ—トマ—(株)制SR399)

添加剂     0.7重量份

(综研化学(株)制L-20)

引发剂     1.6重量份

(2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁烷-1-酮)

引发剂     0.3重量份

(4，4’，-二乙基氨基二苯甲酮)

引发剂     0.1重量份

(2，4-二乙基噻吨酮)

溶剂       75.8重量份

(乙二醇单丁基醚)

(红色(R)着色像素用光致抗蚀剂)

红颜料     4.8重量份

(C.I.PR254(チバスペシヤリテイケミカルズ公司制クロモフタ—ルDPP Red BP))

黄颜料     1.2重量份

(C.I.PY139(BASF公司制パリオトルイエロ—D1819)

分散剂      3.0重量份

(ゼネカ(株)制ソルスパ—ス24000)

单体       4.0重量份

(サ—トマ—(株)制SR399)

聚合物1    5.0重量份

引发剂     1.4重量份

(チバガイギ—公司制イルガキユア907)

引发剂     0.6重量份

(2，2-’，-二(邻氯苯基)-4，5，4’，5’-四苯基-1，2’-联咪唑)

溶剂       80.0重量份

(丙二醇单甲基醚乙酸酯)

(绿色(G)着色像素用光致抗蚀剂)

绿颜料     3.7重量份

(C.I.PG7(大日精化制七イカフアストグリ—ン5316P))

黄颜料     2.3重量份

(C.I.PY139(BASF公司制パリオト—ルイエロ—D1819)

分散剂     3.0重量份

(ゼネカ(株)制ソルスパ—ス24000)

单体       4.0重量份

(サ—トマ—(株)制SR399)

聚合物     15.0重量份

引发剂     1.4重量份

(チバガイギ—公司制イルガキユア907)

引发剂     0.6重量份

(2，2-’，-二(邻氯苯基)-4，5，4’，5’-四苯基-1，2’-联咪唑)

溶剂       80.0重量份

(丙二醇单甲基醚乙酸酯)

(蓝色(B)着色像素用光致抗蚀剂)

蓝颜料     4.6重量份

(C.I.PB15：6(BASF公司制ヘリオゲンブル—L6700F))

紫颜料     1.4重量份

(C.I.PV23(クラリアント公司制フオスタパ—ムRL-NF)

颜料衍生物 0.6重量份

(ゼネカ(株)制ソルスパ—ス12000)

分散剂     2.4重量份

(ゼネカ(株)制ソルスパ—ス24000)

单体       4.0重量份

(サ—トマ—(株)制SR399)

聚合物1    5.0重量份

引发剂     1.4重量份

(チバガイギ—公司制イルガキユア907)

引发剂     0.6重量份

(2，2’-二(邻氯苯基)-4，5，4’，5’-四苯基-1，2’-联咪唑)

溶剂       80.0重量份

(丙二醇单甲基醚乙酸酯)

上述聚合物-1是相对于100摩尔％的甲基丙烯酸苄基酯：苯乙烯：丙烯酸：甲基丙烯酸2-羟基乙基酯＝15.6:37.0:30.5:16.9(摩尔比)的共聚物加成了16.9摩尔％的2-甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯而得到的聚合物，重均分子量为42500。

使用着色材料分散液，如下所述在基材上制作黑矩阵。

[着色材料分散液的涂布]

准备厚度为0.7mm的熔融成型的铝硅酸薄板玻璃(美国コ—ニング公司制，商品代号，1737)，洗涤表面，将其作为基板，

通过旋涂法将黑矩阵形成用光致抗蚀剂涂布于基板上来制造涂膜。

[涂膜的烧结和图案的形成]

涂布后，对于形成有涂膜的基板，在温度为90℃和加热时间为3分钟的条件下进行预烘烤(预烧结)，预烧结后，通过规定的图案，以照射线量为100mJ/cm²进行紫外线曝光，曝光后，使用0.05％的KOH水溶液喷雾显影60秒后，在温度为200℃和加热时间为30分钟的条件下进行后烘烤(主烧结)，形成具有对应于预定形成像素的部位的开孔部的厚度为1.2μm的黑矩阵。

接着，如下所述在基材上制作红色图案。

[着色材料分散液的涂布]

在基板上形成黑矩阵后，通过旋涂法涂布红色图案形成用光致抗蚀剂来制造涂膜。

[涂膜的烧结和图案的形成]

对于制作有涂膜的基材，在温度为80℃和加热时间为5分钟的条件下进行预烘烤后，通过规定的图案，用源于紫外线光源以照射线量300mJ/cm²进行定位曝光(アライメント露光)，曝光后，使用0.1％的KOH水溶液喷雾显影60秒后，作为烧结工序，在温度为200℃和加热时间为60分钟的条件下进行后烘烤，在相当于黑矩阵的规定的开孔部的位置上形成厚度为2.31μm的红色图案。

此外，与上述红色图案的形成工序同样地操作，使用绿色图案形成用光致抗蚀剂形成厚度为2.62μm的绿色图案，此外，然后，使用蓝色图案形成用光致抗蚀剂形成厚度为2.90μm的蓝色图案，从而在相当于黑矩阵的不同的开孔部的位置上排列红色、绿色和蓝色的各种颜色的图案，形成红色、绿色和蓝色的三种颜色的图案排列的涂膜的图案。

[光扩散层除去工序]

对于如此得到的涂膜的图案，将黑矩阵层叠形成于基材表面上，进一步地，层叠形成各种颜色的着色像素部，并且在表层以覆盖着色像素部的方式形成光扩散层。

对于形成有涂膜图案的基材，通过进行等离子体干法蚀刻来除去光扩散层，得到在基板面上形成有含有着色像素部和黑矩阵的着色层的光学元件。等离子体干法蚀刻的条件与实施例1相同，从表层表面蚀刻至向着基材面1000埃深度的位置。

对于该光学元件，测定进行等离子体干法蚀刻前后的雾度.与实施例1同样地实施雾度的测定。结果，进行等离子体干法蚀刻前的雾度为3.36，进行等离子体干法蚀刻后的雾度为2.5。

Claims (24)

1.光学元件的制造方法，其是在具有透光性的基材表面上层叠能够使光双折射的双折射率层的光学元件的制造方法，其特征在于，该方法包括：

将包含液晶和添加剂的双折射率层组成液涂布于基材表面形成涂膜的涂布工序，其中所述液晶具有聚合性，所述添加剂包含赋予液晶分子取向性的取向剂；和

对涂膜中所包含的液晶分子赋予取向性的取向工序；和

在维持液晶分子的取向性的同时，使液晶分子之间进行交联聚合反应的交联工序；和

对形成有含有交联聚合了的液晶的涂膜的基材进行烧结以形成双折射率层的烧结工序；

在烧结工序中，以覆盖双折射率层的方式形成覆盖双折射率层的双折射率层被覆层，并且，从双折射率层被覆层的表层向着双折射率层被覆层和双折射率层的界面的方向形成使透过双折射率层的光扩散的光扩散层，

具有除去烧结工序所形成的双折射率层被覆层中的至少光扩散层的被覆层除去工序。

2.权利要求1所述的光学元件的制造方法，其中在所述被覆层除去工序后，还具有对从包括双折射率层和双折射率层被覆层的层除去光扩散层的部分进行烧结的再烧结工序。

3.权利要求1所述的光学元件的制造方法，所述光学元件中，在具有透光性的基材和双折射率层之间形成含有取向剂的取向膜，该取向剂赋予液晶分子取向性，

在涂布工序之前，具有将取向膜组成液涂布于基材的表面形成取向膜的取向膜形成工序，其中所述取向膜组成液包含赋予液晶分子取向性的取向剂，

涂布工序如下进行：将双折射率层组成液涂布到取向膜上形成涂膜。

4.权利要求1所述的光学元件的制造方法，其中，所述取向剂使液晶分子垂直取向。

5.权利要求1所述的光学元件的制造方法，其中，所述交联工序是在空气氛围中进行的。

6.权利要求1所述的光学元件的制造方法，其中，所述交联工序是在惰性气体氛围中进行的。

7.权利要求1所述的光学元件的制造方法，其中，使双折射率层暴露于表面来进行被覆层除去工序。

8.权利要求2所述的光学元件的制造方法，其中，使双折射率层暴露于表面来进行被覆层除去工序。

9.权利要求1所述的光学元件的制造方法，其中，所述烧结工序中，在双折射率层被覆层中，在光扩散层和双折射率层之间，形成光扩散性比光扩散层小的中间层，并且使中间层暴露于表面来进行被覆层除去工序。

10.权利要求2所述的光学元件的制造方法，其中，所述烧结工序中，在双折射率层被覆层中，在光扩散层和双折射率层之间，形成光扩散性比光扩散层小的中间层，并且使中间层暴露于表面来进行被覆层除去工序。

11.权利要求1所述的光学元件的制造方法，其特征在于，通过利用能够溶解光扩散层的溶剂的旋涂来进行被覆层除去工序。

12.权利要求1所述的光学元件的制造方法，其特征在于，通过利用粘合剂溶液的旋涂来进行被覆层除去工序，该粘合剂溶液是将构成下述结构体的粘合剂溶于溶剂而成的、并且能够溶解光扩散层，其中所述结构体可以在除去光扩散层而暴露的表面上形成积层。

13.权利要求1所述的光学元件的制造方法，其特征在于，所述被覆层除去工序是通过等离子体干法蚀刻来进行的。

14.权利要求1所述的光学元件的制造方法，其中，所述被覆层除去工序是通过用磨料抛光表层的抛光方法来进行的。

15.权利要求1所述的光学元件的制造方法，其特征在于，所述基材具有着色层。

16.权利要求1所述的光学元件的制造方法，其特征在于，所述基材具有双折射特性与双折射率层不同的异双折射率层。

17.光学元件的制造装置，其特征在于该装置具有：

涂膜形成设备，其包括：载置具有透光性的基材的载置容器、可以将双折射率层组成液涂布于基材表面的涂布部、和使载置容器内的气体脱气的脱气结构；

双折射率层形成设备，其具有对形成有涂膜的基材进行烧结的烧结部，并且使形成在基材上的涂膜为双折射率层和双折射率层被覆层层叠的层结构；

表层除去设备，其包括：在向着双折射率层和双折射率层被覆层的界面的方向上除去形成在基材上的层结构的表层的除去部，和根据被除去的表层的量来停止除去部的运转的停止部。

18.权利要求17所述的光学元件的制造装置，其中，

所述双折射率层组成液含有液晶和添加剂，所述液晶具有通过紫外线的照射而发生交联聚合反应的聚合性，所述添加剂含有赋予液晶分子取向性的取向剂；

所述双折射率层形成设备结构如下：具有对涂膜中所含的液晶分子赋予取向性的取向赋予部，和对涂膜照射紫外线的光照部，并且使形成在基材上的涂膜为双折射率层和双折射率层被覆层层叠的层结构。

19权利要求18所述的光学元件的制造装置，其特征在于，所述双折射率层形成设备具有用空气或惰性气体填充涂膜的周围的气体填充部，并且光照部配置成能在涂膜的周围被空气或惰性气体填充的状态下对涂膜照射紫外线。

20.权利要求17所述的光学元件的制造装置，其中，所述除去设备是旋涂设备，该旋涂设备包括：支撑基板使其能够旋转的支撑部；根据从层结构除去的表层的量滴加能够溶解层结构的表层的溶解液的滴加部；进行控制、使基板旋转从而使溶解液能够在基板面上扩散的旋转控制部；和，使表层干燥的干燥部。

21.权利要求18所述的光学元件的制造装置，其中，所述除去设备是旋涂设备，该旋涂设备包括：支撑基板使其能够旋转的支撑部；根据从层结构除去的表层的量滴加能够溶解层结构的表层的溶解液的滴加部；进行控制、使基板旋转从而使溶解液能够在基板面上扩散的旋转控制部；和，使表层干燥的干燥部。

22.权利要求17所述的光学元件的制造装置，其特征在于，所述除去设备是等离子体干法蚀刻设备。

23.权利要求18所述的光学元件的制造装置，其特征在于，所述除去设备是等离子体干法蚀刻设备。

24.权利要求17所述的光学元件的制造装置，其特征在于，所述除去设备是能够抛光层结构的表层的抛光设备。

25.权利要求18所述的光学元件的制造装置，其特征在于，所述除去设备是能够抛光层结构的表层的抛光设备。

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